Почти все облака (если не считать тумана) образуются как результат восходящих потоков воздуха. Когда воздух подымается на большую высоту, он расширяется, и его температура падает. В то же время его относительная влажность увеличивается. Когда она достигает 100% , начинается конденсация воды на взвешенных в воздухе частицах. Капельки воды, возникающие при этом в неисчислимом количестве, и образуют облако. Если температура воздуха намного ниже температуры замерзания воды, то вместо водяных капелек могут сразу же образоваться кристаллики льда. Но фактически (и это очень важно и интересно) облака, состоящие из водяных капелек, могут образовываться и продолжать существовать при температурах до —10° и даже ниже.[ ...]
То, что облака образуются в результате конденсации, ни у кого не вызывает сомнений. Но тот факт, что дождь и снег в большинстве случаев выпадают не только вследствие процессов конденсации, может показаться непонятным. Некоторые думают, что выпадение дождя — это просто результат дальнейшего развития конденсации до того момента, когда капли становятся достаточно крупными, чтобы выпасть на землю. На самом же деле все происходит совсем не так, разве что при густом тумане, особенно с моря. В последнем случае иногда моросит мелкий дождь.[ ...]
Выше мы отмечали, что в нашей атмосфере довольно часто существуют облака из капелек воды при температурах ниже —10° или около того. Принято говорить, что такие облака переохлаждены. Пока не появляются кристаллы льда, переохлажденное облако может быть устойчивым и в течение многих часов не дать никаких осадков. Но если в толщу этого облака попадет хотя бы несколько кристалликов льда (обычно это бывает, когда в облако проникают некоторые твердые частицы), то его состояние может очень быстро измениться. Даже один-единствен-ный кристаллик льда на миллион капелек может оказать сильное влияние на облако. Кристаллы льда могут быстро расти за счет прямого осаждения на них молекул воды. По мере роста кристаллов водяные капельки испаряются.[ ...]
Когда кристаллы льда становятся достаточно большими, они начинают падать сквозь переохлажденное облако, и, сталкиваясь в нем с капельками и другими кристаллами, они начинают расти еще быстрее. Таким путем могут образовываться либо снежинки, либо снежная крупа, либо град. В зимний день, когда температура ниже нуля, снежинки и кристаллы льда достигают земли. Снежный покров укутывает поля. Если облачная система глубокая и обширная, то на улицах появятся сугробы, а на шоссе снежные заносы.[ ...]
В иные дни температура возле поверхности земли может быть выше нуля. Тогда падающие частицы льда будут таять и достигать земли в виде дождя. Зимой в горных районах, в долинах идут дожди, а на окрестных вершинах в это время идет снег.[ ...]
Осадки всех видов играют чрезвычайно важную роль в распределении загрязнений в атмосфере. Так, дождь вымывает их из воздуха. При столкновениях дождевых капель со взвешенными в воздухе частицами последние могут оседать на каплях. Эффективность этого процесса зависит от сравнительных размеров капель и частиц. При обычном дожде частицы размером меньше нескольких микрон не будут эффективно вымываться из атмосферы.[ ...]
По мере того как размер частиц возрастает, эффективность их отбора становится все больше. Об этом можно судить по тому факту, что даже при несильном дожде из атмосферы в течение часа вымывается половина содержавшихся в ней частиц размером более 10 мк.[ ...]
Выпадение дождя приводит к тому, что воздух очищается еще одним способом, помимо только что описанного. Ранее мы уже говорили, что внутри облака капельки образуются в результате конденсации на мелких частицах радиусом 0,1 —1,0 мк. Эффективными ядрами конденсации являются частицы морской соли. По мнению ученых, большинство еще более мелких по размерам ядер конденсации составляет серусодержащие частицы, какие выбрасывают в атмосферу источники промышленных загрязнений. Ядрами конденсации могут служить и некоторые соединения азота. При выпадении дождя капельки, находящиеся внутри облака, в результате столкновения п слияния объединяются с дождевыми каплями. Когда они выпадают на землю, то уносят с собой серу- и азотсодержащие вещества. Иногда эти два типа веществ даже удобряют почву, так как добавляют в нее питательные (для растений) вещества.[ ...]
Итак, главными механизмами удаления аэрозолей из атмосферы являются: а) прямое выпадение (путем осаждения или столкновения с поверхностью почвы) и б) вымывание осадками. Вблизи от источника загрязнений (например, от дымовой трубы) преобладает прямое выпадение, но имеются основания считать, что уже в нескольких километрах от источника загрязнений начинает превалировать процесс вымывания осадками, особенно за длительные периоды времени. Одна из важнейших особенностей процесса вымывания загрязнений заключается в том, что он действует по всей глубине атмосферы. При сильных грозах локальные области выпадения осадков иной раз достигают стратосферы, и осадки могут вымывать загрязняющие частицы с самых больших высот.[ ...]
В предыдущих главах мы получили некоторые сведения о высоте и массе атмосферы. Соответствующие цифры производят внушительное впечатление, особенно если учесть, что фактически все живое на земле в основном сосредоточено в тонком — не больше 50 л« — атмосферном слое возле ее поверхности.[ ...]
Вернуться к оглавлению